导轨的选材及热处理工艺.docx
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1、导轨的选材及热处理工艺摘要:直线滚动导轨的主要失效形式为接触疲惫损坏和重压下产生的塑性变形。它要求导轨整体必须具有较好的综合力学性能和较好的耐温度变化的尺寸稳定性,其工作部位要求具有高硬度、高强度和高耐磨性。因而,我们必须通过合理的选材和正确的热处理工艺手段来到达要求的性能。关键词:直线滚动导轨;GCr15;选材;热处理工艺在当代化的机械设备中,直线滚动导轨副作为精细定位、自动控制、驱动机构和运动转换的重要基础元件之一,已广泛地应用于电加工机床、加工中心和数控机床等精细设备上,它的质量直接影响到机械设备的精度和使用寿命。1导轨的工作条件直线滚动导轨(如图1所示),它是在滑块与导轨之间的滚道上放
2、入适当的钢球,使滑块与导轨间的滑动摩擦变为滚动磨擦,进而实现拥有比直线轴承更高的额定负载,承受一定的扭矩,可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。直线滚动导轨在工作时承受较高的摩擦力、压应力和扭曲应力,其主要的失效形式为接触疲惫损坏和重压下产生塑性变形;同时又由于其高精度的直线运动的需要,因而,要求导轨整体必须具有较好的综合力学性能(即一定的强度与韧性配合)和较好的耐温尺寸稳定性,其工作部位(图1中的滚道部位)要求具备高硬度、高强度、高耐磨性。2材料的选择根据直线滚动导轨的工作条件,较好的综合力学性能和较好的耐温尺寸稳定性要求,根据其工作部位高硬度、高强度、高耐磨性的要求,其材料一般选用碳素工
3、具钢(如T10A、T12A等)、渗碳钢、GCr15、38CrMoAlA钢等,目前,国内也逐步推广进口的碳素构造钢S55C或cf53(相当于国产55钢)。针对不同的材料和使用性能要求,直线滚动导轨选择的热处理工艺方法有外表淬火、渗碳淬火、外表渗氮处理等。目前碳素工具钢长杆件淬火工艺能力不强,十分是淬火后的变形要求控制较难,所以在国内最初开发直线滚动导轨时曾经应用外,目前一般应用于机床镶钢导轨。采用渗碳钢制造直线滚动导轨则热处理工艺相对复杂,周期长、成本高,目前也仅应用于形状较为复杂的特殊导轨。采用38CrMoAlA钢渗氮处理制造的导轨由于渗氮层较薄,硬而脆,固然耐磨性好,但冲击韧性差,因而,应用
4、范围不广泛。轴承钢(如GCr15)与进口碳素构造钢(如S55C或cf53)制造的直线滚动导轨,通过外表淬火后能够较好地知足强度、硬度和耐磨性等内在性能要求,而且加工工艺性能较好,目前得以广泛使用。比照采用GCr15和S55C或cf53等材料制造的直线滚动导轨,由于GCr15钢中的含碳量(095%105%)、合金元素含量(130%165%Cr)皆高于S55C或cf53,所以同样经过外表淬火后,GCr15导轨在耐磨性与耐温尺寸稳定性方面优于S55C或cf53导轨。由此,我们以为选用GCr15钢是制造直线滚动导轨的最佳选择。3热处理技术要求目前对于尺寸为36mm39mmL900mm的直线滚动导轨,硬
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